地環(huán)路干擾問題的試驗和分析和解決方案

一個良好的接地設(shè)計，是每個PCB工程師的必修課程。接地不僅顯著減少干擾是解決電磁兼容問題的常用技術(shù)，效果明顯立竿見影。但是，接地不良可能會引入干擾，比如地環(huán)路干擾。下面我們以電機控制器傳導(dǎo)發(fā)射整改過程中遇到的地環(huán)路為例。來說明以下

1、地環(huán)路干擾問題的產(chǎn)生

在電機控制器的EMC測試整改過程中，測試傳導(dǎo)發(fā)射低壓側(cè)正極時，32M、41M、65M出現(xiàn)超標(biāo)，如圖一所示；調(diào)試低壓側(cè)濾波參數(shù)效果不明顯，考慮電機控制器在整車的安裝環(huán)境以及之前的整改經(jīng)驗，將電機控制器外殼增加接地點，變成兩點接地，32M、65M明顯降低，6.1M出現(xiàn)超標(biāo)，如圖二所示，接下來針對6.1M頻點做整改。

2、地環(huán)路干擾問題的試驗和分析

用頻譜分析儀和近場探頭定位噪聲點，確定干擾來自電機控制器的DCDC輸出線。DCDC模塊是電機控制器內(nèi)的最大干擾源，干擾很容易通過輸出線纜向外傳導(dǎo)或者直接通過空間向外輻射，甚至耦合到其他電源線、信號線，此外，DCDC輸出負(fù)極通過鈑金件直接接機殼，即已經(jīng)和接地參考平面相連，如果處理不好，就可能導(dǎo)致地電位不穩(wěn)。

由于電機控制器傳導(dǎo)發(fā)射低壓側(cè)只要求測試12V/24V電源線，并不直接測試DCDC輸出線，故推測6.1M干擾是DCDC模塊通過線束耦合到12V/24V電源線。首先在DCDC模塊的相關(guān)信號線上套鐵氧體磁環(huán)，對6.1M頻點沒有改善；用銅箔將信號線包裹起來并粘接機殼內(nèi)壁，同樣沒有效果；在DCDC模塊的CAN通訊線上套鐵氧體磁環(huán)，沒有效果......

試驗N多方法仍然對6.1M頻點束手無策，回憶6.1M頻點到底從何而來，猜想會不會是因為增加接地點引起的呢，于是嘗試去掉增加的接地點，6.1M頻點馬上變好

將增加的接地點恢復(fù)，6.1M又超標(biāo)，可以復(fù)原現(xiàn)象，說明6.1M處干擾確實是接地問題引起的。觀察增加的接地點位置，正好在DCDC輸出線正負(fù)極之間，使用銅帶編織網(wǎng)接接地參考平面，兩點接地會引起地環(huán)路干擾，6.1M超標(biāo)很有可能是地環(huán)路干擾引起的。

3、地環(huán)路干擾問題的解決

地環(huán)路干擾產(chǎn)生的內(nèi)在原因是地環(huán)路電流的存在，地環(huán)路電流是因為兩個接地點的電位不同形成電壓導(dǎo)致的。常用的解決地環(huán)路干擾問題的方法有單點接地，采用隔離變壓器或光耦隔離器隔離，安裝共模扼流圈增加地環(huán)路阻抗等。在本整改測試試驗中，只需要將增加的接地點遠(yuǎn)離DCDC輸出線，保證兩個接地點的電位相近，就可以避免和減弱地環(huán)路干擾。將增加的接地點布置在機器的另一側(cè)，遠(yuǎn)離干擾輸出端，就可以避免6.1M超標(biāo)同時抑制32M、41M和65M干擾點，結(jié)合其他措施，就可以通過傳導(dǎo)發(fā)射試驗。

4、總結(jié)

兩點接地和多點接地很容易引起地環(huán)路干擾問題，在機器外殼有輸出線纜時應(yīng)尤為注意，防止接地點的電位相差過大，當(dāng)頻率比較低時，應(yīng)盡量選擇單點接地。接地技術(shù)是解決電磁兼容問題最簡便成本最低的技術(shù)，同時也是最有講究的技術(shù)，所以在設(shè)計前期多考慮接地方式、接地位置對后續(xù)EMC測試與整改會有很大幫助。